1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
课题的意义、国内外研究进展、应用前景等
一、 研究进展
(一) 变动光与动态光合作用
2. 研究的基本内容和问题
研究的目标、内容和拟解决的关键问题
一、 研究目标
分析植物光合作用对不同光强变动频率的响应情况以及光强变动频率的范围是否会导致这种响应存在差异,阐明光强变动频率对光合作用(光合碳同化、气孔导度以及水分利用效率)的影响情况并揭示其影响机制。
3. 研究的方法与方案
研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
一、 研究方法
利用“变动光”、“频率”、“光合”等关键词在中国知网、万方数据库、Web of science、Pummed等数据库中进行有关“光强变动频率对光合作用影响”研究的检索,对检索结果进行反复筛选和文献质量评估后,选取符合要求的的研究资料进行数据提取和数据处理,对提取的数据进行分析,分析植物光合作用对不同光强变动频率的响应以及光强变动频率的范围是否使得这种响应存在差异,并根据分析结果进一步研究造成这种现象的内在机制。
二、 技术路线
三、 实验方案
1. 文献检索、筛选和评估
通过变换“变动光”、“频率”、“光合”等中英文关键词在中国知网、万方数据库、Web of science、Pummed等数据库中进行文献检索,将搜索到的文献题录批量生成文件,导入noteexpress等文献管理工具,筛去重复文献和综述、评论等。阅读题目和摘要后筛去不相关文献。根据初筛后的文献目录,利用学校数据库进行文献下载工作,若未购买,通过sci-hub利用doi号进行下载。未能获得资源的文献做好注记。
文献的筛选标准为:
(1)试验对象为藻类、草本植物或木本植物
(2)数据来源于有随机对照处理的试验结果
(3)实验使用的变动光强具有固定的波形和变动频率,光强变动频率范围为10-5到106Hz之间,变动次数至少4次,并且至少有两个不同频率处理,录入处理后的植物各项指标变化达到较稳定状态时的数据。
(4)研究中至少包括要收集的指标之一
(5)平均值、方差分析的结果(或置信区间)以及每个指标的实验组和对照组的样本数,均应以数字或图表形式报道,或可从作者处获得精确的原始数据
评估方法采用Cochrane风险偏倚评估工具进行,对随机对照试验(RCT)过程中可能存在的影响实验结果的偏倚进行评价。评估软件使用RevMan进行,或者使用Excel表进行。将筛选得到的文献分为高质量文献、一般质量文献和低质量文献三类。
2. 数据信息提取
(1)研究基本信息:研究编号、题目、作者、年代、来源、地区
(2)研究设计特征:研究方法(是否为随机对照处理)
(3)研究对象特征:材料种类、培养温度、培养CO2浓度、培养时间、培养光强、日光照时间、培养方法、培养基质
(4)干预特征:波形、频率、占空比、平均光强(PARave)、最大光强、处理温度、处理湿度、处理CO2浓度(Ci)、样本量、叶温、测定仪器、测定时间
(5)结局指标:
指标类型 | 全称 | 简称 |
生长有关参数 | 干重(或生物质量) | DW |
| 株高 | H |
| 生长速率(藻类) | SGR |
| 根冠比 | R/S |
光合有关参数 | 平均净光合速率 | Pnave |
最大净光合速率 | Pnmax | |
叶绿素a含量 | Chla | |
叶绿素b含量 | Chlb | |
最小饱和光强或半饱和光强 | Ik | |
呼吸速率 | Rd | |
蒸腾速率 | TR | |
气孔导度 | Gs | |
叶肉细胞间隙CO2浓度 | Ca | |
叶绿素荧光有关参数 | 暗适应固定荧光(初始荧光,基础荧光,0水平荧光) | Fo |
暗适应最大荧光产量 | Fm | |
稳态荧光产量 | Fs | |
光下固定荧光 | Fo' | |
光下最大荧光产量 | Fm' |
(6)评价质量:根据Cochrane风险偏倚评估工具制定,包括选择偏倚(随机序列产生、分配隐藏)、实施偏倚(对研究者施盲)、测量偏倚(研究结果盲法)、随访偏倚(结果数据完整性)、报告偏倚(选择性报告研究结果)、其他偏倚等六类七种,填写方法为“高风险、低风险、风险不明”
(7)其他:是否为对照、备注
3. 独立效应计算
根据提取数据进一步计算可得到的指标有:
羧化速率Vc=(Pn Rd)/(1-Γ*/Ci)
光合光能转化效率:LUE=Pnave/PARave
光合CO2吸收利用率:CUE=Pnave/Ci
叶绿素a/b:Ra/b=Chla/Chlb
PSII最大光化学效率(暗适应下PSII的最大量子产量): Fv/Fm=1–(Fo/Fm)
PSII实际光化学效率(实际量子产量): Y(II)=1–Fs/Fm'
光适应条件下PSII最大光化学效率: Fv'/Fm'= 1–(Fo'/Fm');
光适应下光化学淬灭系数: qP=(Fm'–Fs)/(Fm'–Fo')或qL=qP×Fo'/Fs
非光化学淬灭: NPQ=Fm/Fm'–1
光合电子传递相对速率:rETR= Y(II)*PAR*0.84*0.5
PSII中非调节能量耗散的量子效率:Y(NO)= 1/[NPQ 1 qL×(Fm/Fo–1)]
PSII中pH依赖性能量耗散的量子产率: Y(NPQ)=1–Y(II)–Y(NO)
4. 异质性检验
使用RevMan或Stata软件对数据进行异质性分析的Q检验或I2检验。
如果异质性低,说明处理具有唯一的真实效应值,可用固定模型来解释;如果出现异质性,则说明存在某些因素致使出现多个真实效应值,需用随机模型解释,并采用采用亚组分析、回归分析来寻找引起异质性的因素。
5. 敏感性分析
Meta分析结束后,剔除某些类型的数据如低质量的数据之后重新进行Meta分析,如果结论不存在重大变化,则视为不敏感,可以接受。
四、 可行性分析
(1)课题组有较好的研究背景和工作积累,可以给予研究较强的指导和支持。
(2)Meta分析研究方法成熟可行,具有较为规范的研究体系,各类Meta分析软件较为成熟完备。
(3)学校具备研究所需的数据库和各类资料,如中国知网、万方数据库、Web of science、Springer等,能够满足Meta分析对文献的需求。4. 研究创新点
特色或创新之处
(1)研究内容:目前关于光强变动频率对植物光合作用影响的研究较少,得出的结论也存在差异和分歧。而不同频率范围内植物对光强变动频率响应差异的研究则处于空白。本课题从不同光强变动频率和频率范围入手旨在填补这项空白。
(2)研究方法:传统研究多采用室内控制实验的方法进行研究,往往存在着实验材料、处理、环境等因素的限制,本课题采用meta分析,克服了以上困难,可以同时研究较大频率范围和物种范围内植物对变动光强频率的响应情况。
5. 研究计划与进展
时间 | 内容 | 预期耗时 |
2020.2.21-2020.2.24 | 文献检索 | 4天 |
2020.2.25-2020.2.29 | 文献筛选与下载 | 5天 |
2020.3.1-2020.3.14 | 文献质量评价与数据提取 | 14天 |
2020.3.15-2020.3.28 | 数据分析 | 14天 |
2020.3.28-2020.4.10 | 结果解释,撰写论文 | 14天 |
2020.4.11-2020.4.24 | 论文修改 | 14天 |
2020.4.25-2020.4.30 | 论文定稿 | 6天 |
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